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Lezione 3 –
L’atomo si spiega in base ad onde stazionarie di … elettroni
La natura CORPUSCOLARE della luce
Relazione di L. De Broglie
Lo stato di un elettrone è descritto dalla funzione d’onda Ψ.
La funzione d’onda Ψ non ha significato fisico diretto. Si può invece dimostrare che la funzione Ψ2, nota come densità di probabilità fornisce la probabilità di trovare l’elettrone nell’unità di volume ed è quindi proporzionale alla densità di carica presente.
Mentre Ψ può assumere anche valori negativi (l’ampiezza di un’onda può essere sia positiva che negativa), Ψ2 assume solo valori positivi
Erwin Schrödinger
Gli orbitali e i numeri quantici
n = 1
l = 01s
Dividiamo lo spazio intorno al nucleo in gusci sferici concentrici di spessore infinitesimo dr. Il volume di un generico guscio di superficie 4r2, che si trovi a distanza r, sarà pari a 4r2dr e la probabilità di trovarvi l’elettrone si otterrà ovviamente come prodotto della probabilità di trovare l’elettrone nell’unità di volume 2 ed il volume del guscio stesso.
dP = Ψ2 4 π r2 dr.
Il rapporto dP/dr rappresenta la variazione della probabilità al variare della distanza dal nucleo ed è quindi una funzione di distribuzione della probabilità in funzione del raggio (radiale)
dP/dr = Ψ2 4 π r2
Concetto di probabilità radiale
n=1 l=0
n=2 l=0
n=3 l=0
Gli orbitali e i numeri quantici
n = 2
l = 12p
n=2 l=1
Se l = 1 allora m = -1,0,+1
m = 0 m = +1 m = -1
n=3 l=1
n=4 l=1
Gli orbitali e i numeri quantici
n = 3
l = 23d
m = +2 m = +1 m = -1
m = -2 m = 0
Gli orbitali e i numeri quantici
n=4 l=3 orbitali ‘f’
Essendo l = 3 m = -3,-2,-1,0,+1,+2,+3
a) il valore assunto da 'n' determina l'energia dell'orbitale ed individua i 7 livelli energetici possibili, detti anche strati o gusci.
b) il valore assunto da 'l' è associabile al tipo ed alla forma dell'orbitale. Esistono 4 tipi di orbitali. Gli orbitali 's' presentano simmetria sferica, gli orbitali 'p' presentano una forma a otto di rotazione, gli orbitali 'd' ed 'f' forme complesse.
c) il valore assunto da 'm' è associabile al numero di orbitali per tipo presenti in ciascun livello energetico.
1° Livello energetico1 orbitale s (1s) capienza max: 2 elettroni
2° Livello energetico
1 orbitale s (2s) capienza max: 2 elettroni
3 orbitali p (2p) capienza max: 6 elettroni
3° Livello energetico
1 orbitale s (3s) capienza max: 2 elettroni
3 orbitali p (3p) capienza max: 6 elettroni
5 orbitali d (3d) capienza max: 10 elettroni
4° Livello energetico
1 orbitale s (4s) capienza max: 2 elettroni
3 orbitali p (4p) capienza max: 6 elettroni
5 orbitali d (4d) capienza max: 10 elettroni
7 orbitali f (4f) capienza max: 14 elettroni
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